مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

مطالعه عددی قاب‌های بتن‌آرمه دارای پای ستون‌های تقویت‌شده با ورقه‌های کامپوزیت سیمانی الیافی بالاعملکرد در پیکربندی‌های L-شکل و جانبی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسنده
استادیار گروه مهندسی عمران، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
10.22065/jsce.2026.578573.3935
چکیده
ناحیه پای ستون در قاب‌های بتن‌آرمه به دلیل تمرکز تنش و انتقال نیرو بین ستون و فونداسیون از بخش‌های بحرانی سازه محسوب می‌شود. در این پژوهش، تأثیر تقویت پای ستون با ورقه‌های کامپوزیت‌های سیمانی الیافی بالاعملکرد در دو پیکربندی شامل L-شکل و صفحات جانبی بر رفتار قاب بتن‌آرمه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تعیین خواص مکانیکی ماده تقویتی، نمونه‌های کامپوزیت‌های سیمانی الیافی بالاعملکرد با درصدهای مختلف جایگزینی پودر ولاستونیت به جای سیمان ساخته شده و آزمایش‌های فشاری، کششی و خمشی بر روی آن‌ها انجام شد. سپس یک قاب بتن‌آرمه در نرم‌افزار آباکوس مدل‌سازی و پس از صحت‌سنجی مدل، اثر روش‌های تقویت بر عملکرد سازه ارزیابی شد. همچنین مطالعه پارامتریک با تغییر ضریب α برای بررسی تأثیر طول ناحیه تقویت انجام گرفت. نتایج نشان داد که هر دو روش تقویت موجب افزایش ظرفیت باربری جانبی قاب نسبت به قاب مرجع با ظرفیت 478/111 کیلونیوتن می‌شوند. در پیکربندی L-شکل، ظرفیت باربری از 58/143 تا 07/165 کیلونیوتن افزایش یافت که معادل حدود 29 تا 48 درصد بهبود نسبت به قاب مرجع است. در مقابل، در پیکربندی صفحات جانبی ظرفیت باربری در محدوده 93/118 تا 66/121 کیلونیوتن قرار داشت که افزایش حدود 7 تا 9 درصدی را نشان می‌دهد. نتایج بیانگر آن است که پیکربندی L-شکل به دلیل درگیری همزمان ستون و فونداسیون و بهبود انتقال نیرو در ناحیه پای ستون، عملکرد مؤثرتری نسبت به صفحات جانبی ارائه می‌دهد
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical Investigation of Reinforced Concrete Frames with HPFRCC Strengthened Column Bases in L Shaped and Side Configurations

نویسنده English

Reza Khaleghi
Assistant professor, Department of Civil Engineering, Ker.C., Islamic Azad University, Kermanshah, Iran
چکیده English

The column base region in reinforced concrete (RC) frames is considered a critical zone due to the concentration of stresses and the transfer of forces between the column and the foundation. In this study, the effect of strengthening the column base using HPFRCC sheets in two configurations, including L-shaped (L) and side plates (S), is investigated. To determine the mechanical properties of the strengthening material, HPFRCC specimens with different percentages of wollastonite powder replacing cement were prepared and tested under compressive, tensile, and flexural loading. Subsequently, an RC frame was modeled in ABAQUS, and after validating the numerical model, the influence of the strengthening configurations on the structural performance was evaluated. A parametric study was also conducted by varying the strengthening length coefficient α. The results show that both strengthening methods improve the lateral load-carrying capacity compared with the reference frame, which has a capacity of 111.478 kN. In the L-shaped configuration, the capacity increased from 143.58 kN to 165.07 kN for α=1 to α=2, corresponding to an improvement of approximately 29–48%. In contrast, the side configuration increased the capacity to a range of 118.93–121.66 kN, representing an increase of about 7–9%. The results indicate that the L-shaped configuration provides more effective structural performance due to the simultaneous engagement of the column and foundation and improved force transfer in the column base region

کلیدواژه‌ها English

Reinforced concrete frame
Column base strengthening
HPFRCC
L-shaped configuration
Side configuration

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 02 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 18 فروردین 1405
  • تاریخ بازنگری 27 اردیبهشت 1405
  • تاریخ پذیرش 02 خرداد 1405